低温逆境胁迫下小麦ROS 代谢及调控机制研究进展
2021-03-19柯媛媛倪芊芊张乐乐刘绿洲魏凤珍李金才
柯媛媛,陈 翔,倪芊芊,张乐乐,刘绿洲,许 辉,魏凤珍,李金才,2*
(1.安徽农业大学农学院/农业部华东地区作物栽培科学观测站,安徽合肥230036;2.江苏省现代作物生产协同创新中心,江苏南京210095)
小麦(TriticumaestivumL.)是世界三大粮食作物之一,其籽粒营养丰富。全球约60%的人口以小麦为主食,其稳产、丰产对保障全球粮食安全具有重要意义[1]。随着全球人口大幅度增长,预计到2050 年,粮食作物产量需增加60%才能满足全球人口的粮食需求,而小麦产量年均增长率要达到2.4%[2-3]。工业革命以来,全球气候变暖已是不争的事实,联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)气候变化与土地特别报告(Special Report on Climate Change and Land,SRCCL)指出,2006—2015 年全球陆地平均气温相较于1850—1900 年约升高了1.53℃,预计到2100年将再上升1.5℃以上[4]。而气候变化导致极端低温事件出现的频率、强度和持续时间不断增加[5]。低温逆境主要包括零上冷害和零下冻害,其中倒春寒对黄淮麦区的小麦生产造成的危害较大。据报道,我国黄淮麦区河南省和山东省倒春寒一般发生频率达30%以上,最高年份甚至达到70%[6]。因此,低温逆境已成为限制小麦生产的主要非生物胁迫因素,影响着小麦的丰产稳产与优质。
植物会产生一系列生理生态变化响应低温逆境,一般认为由逆境胁迫引起的活性氧(reactive oxygen species,ROS)积累进而导致的氧化胁迫是影响植物正常生长发育的主要原因[7]。ROS 是植物响应非生物胁迫网络中的重要组成部分,它是化学性质活泼、氧化能力极强的氧代谢物及其衍生的含氧物质的总称,主要包括超氧阴离子(O2·)、过氧化氢(H2O2)、羟自由基(·OH)和单线态氧(1O2)等[8]。……
